由于非相干系统对强度的变换是线性的，而相干系统对振幅的变换是线性的，但对强度的变换则是高度非线性的，因此两种系统在强度谱上存在着明显的差异，这种差异势必影响到两种系统的成像性能。由于两种照明条件下像强度的频谱和明显不同，因此必然带来输出像强度分布的差异。下面讨论两个强度透射率相同，但振幅透射系数不同的物体。而对于非相干系统，由于，高频成分不可避免地受到OTF的振幅调制，引起像的对比度下降。...
2023-11-23 理论教育
傅里叶光学原理与系统设计
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傅里叶光学：一维孔径的衍射详细阅读
式和式分别给出了二维孔径的菲涅耳衍射与夫琅和费衍射计算公式，从这两个公式出发，可以导出计算一维孔径菲涅耳衍射与夫琅和费衍射的公式。在上述的一维孔径中，由于光波在η方向不受限制，因此衍射场的复振幅在y方向是均匀的。...
2023-11-23 理论教育
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傅里叶光学原理：卷积的基本性质详细阅读
下面以一维函数卷积为例，讨论卷积的主要性质。并且利用这一性质，很容易证明，两个复函数的卷积可以化为几个实函数卷积的线性叠加，并且运算的结果仍是复函数。卷积平滑效应的程度，完全取决于参与卷积各函数的分布特性。...
2023-11-23 理论教育
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傅里叶光学原理与系统设计：OTF测量概述详细阅读
光学传递函数的测量方法是以它的定义和物理原理为基础的。下面主要介绍通过对系统点扩散函数和余弦基元函数进行探测接收和频谱分析，以实现OTF测量的前两种方法。...
2023-11-23 理论教育
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线性不变系统频域描述-傅里叶光学原理详细阅读
设输入函数g、输出函数和系统脉冲响应函数的傅里叶变换分别为G、ε和H，即对系统物像关系的空域表示式两边做傅里叶变换，并应用傅里叶变换的卷积定理，立即可以得出在空间频率域中，线性不变系统的输入、输出关系式为上式说明，线性空间不变系统的输入、输出关系，可以用式的空间域卷积关系来描述，也可以用式的频域相乘关系来描述，即输出函数的频谱等于输入函数频谱与系统脉冲响应函数频谱的乘积。...
2023-11-23 理论教育
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傅里叶光学原理与系统设计：现代光学信息处理详细阅读
光信息处理按所用光源可分为相干光处理和非相干光处理两类。相干光处理的优点是，在处理系统中存在一个实在的空间频率平面，便于进行频谱分析和各种频域的运算，以达到改变系统传递函数的目的。此外，由于相干光波具有确定的初位相，因而可直接实现负实数甚至复数量的处理，在这方面，非相干光处理就困难得多。但是相干光处理系统冗余度低，相干噪声大，在这一点上又不如非相干处理系统。...
2023-11-23 理论教育
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自相关函数在《傅里叶光学原理与系统设计》中发挥的作用详细阅读
对于能量有限信号对于能量无限而功率有限的信号，则有3. 自相关函数的性质自相关函数具有厄米特性，即这一性质可直接由式导出。因此，在许多应用中，常用适当定义的自相关函数的宽度，来表征某些随x无规则变化的函数f的“相关长度”。...
2023-11-23 理论教育
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全息术的基本原理：傅里叶光学的系统设计详细阅读
而全息术是利用物光波与参考光波的干涉，或者物光波对参考光波的调制，完全记录物光波的复振幅。而全息术对物体信息的记录和编码可在物光波传播途径中的任意位置进行，编码方式是不唯一的，从而衍生出各种类型的全息图。此外，全息术对物体信息的记录是高度冗余的，因此从全息图的局部可以再现完整的物体像。下面，从波前记录和重现两个方面，来讨论全息术的基本原理。...
2023-11-23 理论教育
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光学系统像质评价的方法详细阅读
由于一个光学系统不可能理想成像，因此就存在一个光学系统成像质量优劣的评价问题，从不同的角度出发会得出不同的像质评价指标。从物理光学或波动光学的角度出发，人们推导出波像差和传递函数等像质评价指标；从几何光学的观点出发，人们推导出几何像差等像质评价指标。用于设计阶段的像质评价指标主要有几何像差、垂轴像差、波像差、光学传递函数、点列图、点扩散函数、包围圆能量等。...
2023-11-23 理论教育
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傅里叶光学原理与系统设计的传递函数与定义详细阅读
回忆式，系统传递函数H还可以表示为系统脉冲响应函数的傅里叶变换。因此，式也可以作为系统传递函数的另一个定义式。除此之外，两种不同的定义式，也为系统传递函数的测量提供了不同的测量原理和方法。最后，值得指出的是，式和式都是由线性空间不变系统导出的，如果系统不具有线性空间不变性质，则不存在上述定义的系统传递函数。...
2023-11-23 理论教育
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全息术和普通摄影的差异详细阅读
全息术和普通摄影最根本的差别是，不仅要记录物体的振幅信息，而且要记录物体的位相信息，这也是波前记录所要解决的关键问题。因为迄今为止，一切光记录材料都是“位相盲”，即只能对光波的强度起反应。因此，只有将物体的位相分布转化为非负的实数形式，才能记录或储存下来，这一转化过程称为位相编码。由此不难想到，利用参考光波和物光波的干涉，可以实现对物光波的位相编码。式（4-4）表示了全息图的振幅透射系数。...
2023-11-23 理论教育
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傅里叶变换的性质-傅里叶光学原理与系统设计详细阅读
以一维函数为例，介绍傅里叶变换的主要性质，这些性质可以直接推广到二维函数。这一性质可由傅里叶变换定义式中积分运算的线性性导出。...
2023-11-23 理论教育
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线性系统与光学叠加积分详细阅读
线性系统最显著的特征是，它对任意复杂函数的响应，能够表示成它对由输入函数分解成的一系列“基元”函数响应的线性叠加。它的物理意义是，线性系统的输出是以输入函数作为权重的系统脉冲响应函数的叠加积分。值得注意的是，一般线性系统的脉冲响应函数既是输出平面坐标的函数，又是输入平面坐标(x,y) 的函数，这种脉冲响应函数与输入平面坐标密切相关的线性系统称为空间线性不变系统。...
2023-11-23 理论教育
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傅里叶光学原理及系统设计：光信息处理方法详细阅读
非相干光信息处理是指用空间非相干光照明，对输入信号的光强分布进行运算和处理的技术。所以在通常情况下，非相干光处理系统输出图像的信噪比总是优于相干光处理系统。③ 非相干光系统不仅可以处理单色图像信息，而且更适宜处理彩色图像信息。此外，非相干光处理系统还具有光源容易获得、对环境的限制较少、便于操作等优点。...
2023-11-23 理论教育
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相衬显微镜的原理与设计详细阅读
相衬显微镜即是根据这一原理设计的。当用普通显微镜观察上述物体时，像的强度分布为上面推导中已略去φ2以上的高次项。这两项的位相正交。此外，无论是正相衬还是负相衬，与位相成比例的强度项是叠加在一个均匀的亮背景之上的，又称为“明场法”。...
2023-11-23 理论教育
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角谱理论的菲涅耳近似在傅里叶光学原理与系统设计中的应用详细阅读
在推导角谱理论基本公式和式时，没有应用菲涅耳近似，所以这组公式可以用来严格求解衍射问题。又因所以这正是式的菲涅耳衍射积分，如果对上式采用更加严格的夫琅和费近似，忽略积分中与有关的二次位相因子，则可以导出式表示的夫琅和费衍射积分公式。...
2023-11-23 理论教育